高一知识点复习.pdf

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1、物理复习物理复习一、一、直线运动直线运动1.参考系(A)在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体2.质点(A)用来代替物体的有质量的点(当物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时,物体可作为质点。)3.位移和路程(A)表示质点的位置的变动的物理量叫做位移,位移是矢量。路程是质点运动轨迹的长度。路程是标量4.速度描述运动快慢的物理量,是位移对时间的变化率。5.平均速度(A)v s,在直线运动中,不同时间(或不同位移)内平均速度一般是不t6.7.8.9.同的,因此,必须指明求出的平均速度是对哪段时间来说的。瞬时速度(A)运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫做瞬时速度速率(A)

2、在直线运动中,瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同。它的大小叫做瞬时速率,有时简称速率。变化率表示变化的快慢,不表示变化的大小。加速度(B)加速度描述速度变化快慢的物理量,是速度对时间的变化率。vtv02s2,vt v0 at,vt2 v0 2as,a 2tt110.匀变速直线运动的规律(B)位移公式:s v0t at2;由于匀变速直线运动的速度2v vt是均匀改变的,他在时间t 内的平均速度v 02a vtv0 vt,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。22vs22v0 vt2,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速2度)。无论匀加速还是匀减

3、速,都有vt vs22匀变速直线运动还具有以下特点:(1)相邻的相等时间间隔的位移差S=aT2(2)任意一段时间内的平均速度等于中间时刻的即时速度vn=ssnn12T(3)对于初速度为零初速度为零的匀加速直线运动,有前 1 秒、前 2 秒、前 3 秒内的位移之比为 149第 1 秒、第 2 秒、第 3 秒内的位移之比为 135前 1 米、前 2 米、前 3 米所用的时间之比为123第 1 米、第 2 米、第 3 米所用的时间之比为1(3 2)2 1sv11.匀速直线运动的 s-t 图像和 v-t 图像(A)s-t图象。能读出s、t、v的信息(斜率表示速度)。v-t图象。能读出s、t、v、a的信

4、息(斜率表示加速度,曲线下otot的面积表示位移)。可见v-t图象提供的信息最多,应用也最广。12.自由落体运动(A)物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。h V12gt2gh Vt2Vt gtV平均t222st213.重力加速度(B)g 二、二、力力1.重力(A)由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。大小:G=mg方向:竖直向下重力由地球对物体的万有引力产生,由于地球自转需要向心力的缘故。除南北两极外重力大小不等于引力大小除南北两极和赤道一周外,重力的方向也不指向地心。重力的大小等于物体被悬线吊着静止时拉紧悬线的力,也等于物体静止在水平支持面上对支持面的压力。2.形变和

5、弹力(A)形变:物体的伸长、缩短、弯曲等等,总之物体的形状或体积的改变。弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟他接触的物体会产生力的作用。条件:接触弹性形变两物体相接触只是产生弹力的必要条件,但不是充分条件。压力的方向:垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。3.滑动摩擦力(A)F=FN 是比例常数,叫动摩擦因数。没有单位滑动摩擦力大小跟接触面的材料,粗糙程度有关。滑动摩擦力跟压力(一个物体对另一个物体表面的垂直作用力)成正比。条件:接触接触面粗糙有正压力有相对运动滑动摩擦力的方向,与接触面相

6、切,跟物体间相对运动方向相反。4.静摩擦力(A)fm=0N大小,随拉力的变化而变化。方向,总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。条件:接触接触面粗糙有正压力相对静止但有相对运动趋势。静摩擦力增大到某数值后不再增大,这时静摩擦力达到最大值叫最大静摩擦力。表示为fm。正压力越大最大静摩擦力越大接触面越粗糙最大静摩擦力越大还跟两物体的材料有关两个相接触的物体间的静摩擦力大小,等于在 0f m之间的某个值.注意:(1)摩擦力可以是阻力,也可以是动力。(2)摩擦力公式 f=N 中 三个量对应于同一接触面,N 一般不等于 G。(3)静摩擦力不要用 f=N 计算,而要从物体受到的其它外力和物体的

7、运动状态来判断。5.受力分析:对物体进行正确的受力分析是分析、求解力学问题的关键,受力分析就是要明确周围物体对研究对象施加的性质力的方向,并画出力的示意图。通常采用隔离法分析,其步骤为:1、明确研究对象,将它从周围物体中隔离出来。2、分析周围有哪些物体对它施力,方向如何注意:(1)所有的力都是周围物体给研究对象的,而不是研究对象给周围物体的。(2)正确顺序进行受力分析,一般是“一重,二弹,三摩擦”的顺序,防止“缺力”和“多力”7.力的合成和分解(A)矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角形定则)平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。一个矢量(合矢量)的作用效果和另外几个矢量(分

8、矢量)共同作用的效果相同,就可以用这一个矢量代替那几个矢量,也可以用那几个矢量代替这一个矢量,而不改变原来的作用效果。由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果 n 个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n 个F1F力的合力为零。在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时OOF2使用。也就是说,在分析问题时,考虑了合矢量就不能再考虑分矢量;考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。矢量的合成分解,一定要认真作图。在用平行四边形定则时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必须画成虚线。各个矢量的大小和方向一定要画得合理。在应用正交分解时,两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角,哪

9、个是小锐角,不可随意画成 45。(当题目规定为 45时除外)(B)过河问题如右图所示,若用v1表示水速,v2表示船速,则:v2过河时间仅由v2的垂直于岸的分量v决定,即t d,与v1无关,所以当vFF1F2v1v2岸时,过河所用时间最短,最短时间为t d也与v1无关。v2v过河路程由实际运动轨迹的方向决定,当v1v2时,最短路程为d;当v2v1v1v2时,最短路程程为v1d(如右图所示)。v28.共点力作用下物体的平衡(1)共点力:几个力作用于物体的同一点,或它们的作用线交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫共点力。(2)共点力的平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。(3)判

10、定定理:物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡,则这三个力必为共点力。(表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形)(4)解题途径:当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向;当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定则或三角形定则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。三、三、牛顿运动定律牛顿运动定律A1.牛顿第一定律(A)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力B迫使它改变这种状态为止。(惯性定律)力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因;力是使物体产生加速度的原因;质量是物体惯性大小的量度。2.牛顿第二定律(B)物体

11、的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。F 合=ma。3.牛顿第三定律(B)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用va在一条直线上。(1)区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。若 F 为物体受的合外力,那么 a 表示物体的实际加速度;

12、若 F 为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么 a 表示物体在该方向上的分加速度;若 F 为物体受的若干力中的某一个力,那么a 仅表示该力产生的加速度,不是物体的实际加速度。(C)运用牛顿运动定律解题的思路是:(1)明确研究对象-可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。(2)对选取的研究对象进行受力分析并正确画出物体的受力示意图(3)用平行四边形定则或正交分解法求出合力(4)运用牛顿运动定律建立方程(5)解方程。(D)连接体(质点组)-在应用牛顿第二定律解题时,有时为了方便,可以取一va组物体(一组质点)为研究对象。这一组物体一般具有相同的速度和加速度,但也FA B可以

13、有不同的速度和加速度。以质点组为研究对象的好处是可以不考虑组内各物体间的相互作用,这往往给解题带来很大方便。使解题过程简单明了。4.超重与失重:超重:F支Ga=F支G/m 0 竖真向上失重:F支Ga=F支G/m 0 竖直向下超重:v,a 向上加速;v a 向下减速;失重:v a 向上减速;v a 向下加速四、四、曲线运动曲线运动万有引力万有引力1.曲线运动(A)曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。2.曲线运动中速度的方向(A)与运动物体所受合力的方向不在同一直线上;加速度的方向跟他的速度方向也不在同一直线上。3.运动的合成和分解(

14、A)4.平抛运动(B)平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。平抛物体在 t 秒末时的水平分速度vx和竖直分速度 vy分别为 vx=v0,vy=gt求出合速度的大小和方向 角v=(vx vy)tan=22vyvxhv0s/1位移公式:x=v0ty=gt22求出合位移的大小和方向 角s=svxvyvtx2ytan=2yx(C)平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。证明:设时间t内物体的水平位移为s,竖直位移为h,则末速度的水平分量vx=v0=s/t,而竖直分量vy=2h/t,tan2h,所以有s hstan2vx

15、svy5.匀速圆周运动(A)速度方向时刻改变,大小不变(1)匀速圆周运动是变速运动,而不是匀速运动,是变加速运动,而不是匀加速运动。因为线速度方向时刻在变化,向心加速度方向时刻沿半径指向圆心,时刻变化。(2)速圆周运动中,角速度、周期 T、转速 n、速率、动能是不变的物理量。线速度 v、加速度 a、合外力 F、是不断变化的物理量。凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子,两轮边缘上各点的线速度大小相等;凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等(轴上的点除外)。(B)竖直面内圆周运动最高点处的受力特点及分类这类问题的特点是:由于机械能守恒,物体做圆周运动的速率

16、时刻在改变,物体在最高点处的速率最小,在最低点处的速率最大。物体在最低点处向心力向上,而重力向下,所以弹力必然向上且大于重力;而在最高点处,向心力向下,重力也向下,所以弹力的方向就不能确定了,要分三种情况进行讨论。弹力只可能向下,如绳拉球。这种情况下mv2 mg有F mg R即v gR,否则不能通过最高点。弹力只可能向上,如车过桥。在这种情况FGF绳Gmv2 mg,v gR,下有:mg F R否则车将离开桥面,做平抛运动。弹力既可能向上又可能向下,如管内转(或杆连球、环穿珠)。这种情况下,速度大小v 可以取任意值。但可以进一步讨论:当v gR时物体受到的弹力必然是向下的;当v gR时物体受到的

17、弹力必然是向上的;当v gR时物体受到的弹力恰好为零。当弹力大小 Fmg 时,向心力只有一解:F+mg;当弹力 F=mg 时,向心力等于零。6.线速度、角速度和周期(B)线速度:v 角速度:s,方向在圆周该点的切线方向上。tts,rad/sr t周期:做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。关系:v 2s2r2r2=2 n v=2 rn,v r=TTtTtTvv2,a r2,a,a=r=rrr227.向心加速度(A)F mr2,F mv24r2T2=v 方向总与运动方向垂直。8.向心力(B)F mr2,F m动方向垂直。9.万有引力定律(A)F Gv2,Fn=ma=m r=m=mrr2v24r

18、2T2=m v方向总与运m1m2,G 6.671011Nm2/kg22r适用于两个质点、一个质点和一个均匀球、两个均匀球。GMmr2=ma=m r=m2vr2=m4r2T2 =a=GMr2v=GMGM=3rrT=2r3GM(B)(1)用万有引力定律求中心星球的质量和密度当一个星球绕另一个星球做匀速圆周运动时,设中心星球质量为 M,半径为 R,环绕星球质量为 m,线速度为v,公转周期为T,两星球相距r,由万有引力定律有:GMmmv2v2r42r32,可得出M mr22GGTrrT(C)万有引力和重力的关系:一般的星球都在不停地自转,星球表面的物体随星球自转需要向心力,因此星球表面上的物体所受的万

19、有引力有两个作用效果:一个是重力,一个是向心力。星球表面的物体所受的万有引力的一个分力是重力,另一个分力是使该物体随星球自转所需的向心力。即F G fn10.人造卫星(只讨论绕地球做匀速圆周运动的人造卫星)和星球表面上的物体不同,人造卫星所受的万有引力只有一个作用效果,就是使它绕星球做匀速圆周运动,因此万有引力等于向心力。又由于我们定义重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,因此可以认为对卫星而言,F G fn人造卫星的线速度和周期。人造卫星的向心力是由地球对它的万有引力提供的,因此有:GMmmv2GM1和2,由 此 可 得 到 两 个 重 要 的 结 论:mrv rrr2rTr3T 2r3。可

20、以看出,人造卫星的轨道半径r、线速度大小 v 和周期 T 是一一对GM应的,其中一个量确定后,另外两个量也就唯一确定了。离地面越高的人造卫星,线速度22越小而周期越大。近地卫星。近地卫星的轨道半径 r 可以近似地认为等于地球半径 R,又因为地面附近g GM,所以有v R2gR 7.9103m/s,T 2R 5.1103s 85min。它们分别是绕g地球做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期。同步卫星。“同步”的含义就是和地球保持相对静止(又叫静止轨道卫星),所以其周期等于地球自转周期,既 T=24h,根据可知其轨道半径是唯一确定的,经过计算可求得同步卫星离地面的高度为 h=3.6107

21、m5.6R地(三万六千千米),而且该轨道必须在地球赤道的正上方,卫星的运转方向必须是由西向东。10.宇宙速度(A)第一宇宙速度 7.9km/s;第二宇宙速度 11.2km/s;第三宇宙速度 16.7km/s。五、五、机械振动机械振动1.简谐运动(A)物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。F kx(x 位移)位移指的是由平衡位置指向定点的有向线段。由定义知:Fx,方向相反。由牛顿第二定律知:Fa,方向相同。由以上两条可知:ax,方向相反。v 和 x、F、a 之间的关系最复杂:当v、a 同向(即 v、F 同向,也就是 v、x 反向)时 v 一定增大;当 v

22、、a 反向(即 v、F 反向,也就是 v、x 同向)时,v 一定减小。2.简谐运动的振幅、周期和频率(A)振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离;f 1。T3.简谐运动的振动图像(A)振动图象表示同一质点在不同时刻的位移;振动图象的横坐标表示时间;从振动图象上可以读出振幅和周期.介质质点的运动是简谐运动(是一种变加速运动)任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A,在半个周期内经过的路程都是2A,但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A 了4.单摆(A)F lmg(与摆球质量、振幅无关)。x;f kx;T 2gl六、六、机械波机械波1.机械波(A)机械振动在介质中传播,形成机械波。(1)分

23、类:机械波可分为横波和纵波两种。a.质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波,(波谷、波峰)如:绳上波、水面波等。b.质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波,(密部、疏部)如:弹簧上的疏密波、声波等。(2)机械波的传播a.在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式:v=f。b.介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动,是变加速运动,介质质点并不随波迁移。c.机械波转播的是振动形式、能量和信息。d.机械波的频率由波源决定,而传播速度由介质决定。(3)机械波的反射、折射、干涉、衍射一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射,是波特有的性质。a.干涉。产生干

24、涉的必要条件是:两列波源的频率必须相同。需要说明的是:以上是发生干涉的必要条件,而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同(要上下振动就都是上下振动,要左右振动就都是左右振动),还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的,也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的,那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件:最强:该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍,即=n最弱:该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍,即22n 1根据以上分析,在稳定的干涉区域内,振动加强点始终加强;振动减弱点始终减弱。至于“波峰和波峰叠加得到振动

25、加强点”,“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”,“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件,不是必要条件。b.衍射。发生明显衍射的条件是:障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或比波长小。c.波的独立传播原理和叠加原理。独立传播原理:几列波相遇时,能够保持各自的运动状态继续传播,不互相影响。叠加原理:介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。前者是描述波的性质:同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。比如一个乐队中各种乐器发出的声波可以在空气中同时向外传播,我们仍然能分清其中各种乐器发出的不同声波。后者是描述介质质点的

26、运动情况:每个介质质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。2.波的图象:表示介质中的各个质点在同一时刻的位移;波的图象的横坐标表示距离;从波的图象上可以读出振幅和波长.波的图象中,波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向,这三者中已知任意两者,可以判定另一个。(口诀为“上坡下,下坡上”)波的传播是匀速的,在一个周期内,波形匀速向前推进一个波长。n 个周期波形向前推进 n 个波长(n 可以是任意正数)。因此在计算中既可以使用v=f,也可以使用 v=s/t,后者往往更方便。3.波长、频率和波速的关系(A)v T,v f七、七、机械能机械能1.功(B)W Fs cos;力使物体所做的功

27、,等于力的大小、位移的大小、离合位移的夹角的余弦这三者的乘积。当0 时 F 做负功。2.功率(A)P 2时 F 做正功,当时 F 不做功,当22W(用来求平均功率);P=FvCos(v 为平均速度,则P 为平均功率;tV 为即时速度,则 P 为即时功率)汽车的两种加速问题。汽车从静止开始沿水平面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv 和 F-f=ma恒定功率的加速。由公式 P=Fv 和 F-f=ma 知,由于 P 恒定,随着 v 的增大,F 必将减小,a 也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v 达到最大值vmPmPm。可见恒定功率的

28、加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用FfW=Pt 计算,不能用 W=Fs 计算(因为 F 为变力)。恒定牵引力的加速。由公式P=Fv 和F-f=ma知,由于 F 恒定,所以 a 恒定,汽车做匀加速运动,而随着 v 的增大,P 也将不断增大,直到 P 达到额定功率 Pm,功率不能再增PP大了。这时匀加速运动结束,其最大速度为vm mm vm,此后汽车要想继续加速Ff就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用 W=Fs 计算,不能用 W=Pt 计算(因为 P 为变功率)。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。3.动能(A)E

29、k12mv24.动能定理(B)W Ek2 Ek1;合外力对物体做的功等于物体动能的增量,其方程为:W=Ek=1212mv2-mv122动能定理只管初态和末态,不必详细推究过程。尤其是在受变力或做曲线运动时,应用起来较牛顿定律方便。式中合外力对物体所做的功等于每一个外力对物体所做功的代数和。功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理。(C)应用动能定理解题的步骤:确定研究对象和研究过程。和动量定理不同,动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动。(原因是:系统内所有内力的总冲量一定是零,而系统内所有内力做的总 功不一定是零)。

30、对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)。写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。写出物体的初、末动能。按照动能定理列式求解。5.重力势能(B)Ep mgh6.重力做功与重力势能改变的关系(B)WG Ep1 Ep2=mgh2-mgh17.机械能守恒定律(B)(1)在只有重力和弹力做功的情况下,物体的动能和势能相互转化,而物体机械能的总量保持不变(2)如果没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和重力势能的相互转化时,机械能的总量保持不变。Ek2 Ep2 Ek1 Ep1(C

31、)解题步骤:确定研究对象和研究过程。判断机械能是否守恒。选定一种表达式,列式求解。8.功能关系做功的过程是能量转化的过程,功是能的转化的量度。物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=Ek,这就是动能定理。物体重力势能的增量由重力做的功来量度:WG=-EP,这就是势能定理。物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W其=E机,(W其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。当 W其=0 时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能。f d=Q(d 为这两个物体间相对移动的路程)。

32、八、八、分子热运动分子热运动 能量守恒能量守恒1.阿伏伽德罗常数(A)NA 6.021023mol1MVMm V 2.分子质量N分子体积N一摩尔物质的体积molmol/AA一个分子占据的体积M M/NA1m3体积所含分子数 NA/3.油膜法测分子直径:d V,注意计算时单位要统一。分子直径数量级:1010米S4.扩散现象:相互接触的物质的分子互相进入对方的现象。温度越高,扩散越快。5.分子动理论简介:物体是由大量分子组成的,分子永不停息的做无规则运动,分子之间存在着相互作用力。6.分子间存在相互作用力:(1)分子间引力和斥力同时存在(2)分子力是引力和斥力的合力(3)f引、f斥随 r 增大而减

33、小,但 f斥减小更快(4)当rr0时,f引f斥,分子力 F分0(5)rr0,F分显示为引力;r10r0,分07.布朗运动注意点:液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因;悬浮在液体中的颗粒越小,布朗运动越明显。液体温度越高,布朗运动越激烈8.物体的内能(A)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的热力学能,也叫内能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。9.物体内能(A)(1)分子动能:分子因热运动而具有的能量,同温度下各分子的分子动能K不同,分子动能的平均值仅和温度有关。(2)分子势能:分子间因有相互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量,r0时,rP。0时,P最低

34、,P随物体的变化而变化。(3)物体内能:物体内所有分子的K和P总和,物体的内能与温度和体积 及摩尔数有关。(4)物体内能的改变:做功:实质上是其它形式的能和内能之间转化;热传递:实质上是各物体间内能的转移。10.热力学第一定律(A)外界对物体所做的功 W,加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加U,U Q W。凡是使物体得到能量(如外界对物体做功、吸热),则取正号;凡是使物体失去能量(如物体对外界做功、放热),则取负号。11.能量守恒定律(B)能量不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。“伟大的运动基本规

35、律”,19 世纪自然科学的三大发现之一12.热力学第二定律(A)表述一:热量能自发地从高温物体传给低温物体,但不会自发地从低温物体传给高温物体,即热传导具有方向性。表述二:机械能可以全部转化为内能,而内能不能全部转化为机械能且不引起其他变化,即机械能和内能的转化具有方向性。因此第二类永动机不能实现。注意:第一类永动机违背了能量守恒定律。第二类永动机并未违背能量守恒定律。13.永动机不可能。热力学第三定律结论:绝对零度不可能达到。热力学温度:T t(摄氏温度)273.15K九、九、气体的性质气体的性质一.气体的状态参量。气体在一定条件下,具有一定的宏观状态。我们用某些物理量来描述气体的状态,这些

36、量叫气体的状态参量。对于一定质量的某种气体,用气体的压强、体积和温度就可以描述它所处的状态,所以对于一定质量的某种气体,气体的压强、体积和温度就是它的状态参量,气体的状态由温度,压强和体积共同决定,对于一定质量的某种气体,当描述它的三个状态参量都不变时,说明气体已处在一定的状态,即平衡态,若其中某个状态参量发生变化,必然会导致另外一个或两个状态参量随之发生变化。1.气体的温度。温度在宏观上表示物体的冷热程度,微观上是分子平均动能的标志。温度有两种表示法。国际单位制用热力学温度表示,其符号用“T”表示,单位是开尔文,单位符号“K”实际生活中还常用摄氏温度表示,其符号“t”单位是摄氏度,单位符号“

37、C”。热力学温度和摄氏温度的关系是T=273+t。2.气体的体积。气体的体积等于容器的容积,因为气体分子能够充满整个容器的空333间。体积的国际单位是 m,常用的单位有 dm(l)、cm(ml)。3.气体的压强。气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的,其大小等于气体对容器壁单位面积上产生的压力。压强的国际单位为Pa,常用单位有 atm、cmHg、mmHg。5换算关系是 1atm=76cmHg=760mmHg=1.0110Pa。研究气体状态变化时,如何确定气体的压强很关键,一般处理方法如下:研究用液体封闭在静止容积中的气体压强时,就用连通器原理,选取低液面液体平衡法。研究用活塞封闭在静止容

38、积中的气体压强时,选取活塞或气缸为研究对象,进行受力分析,列平衡方程求解。研究容器加速运动时封闭气体的压强,选择活塞或液柱为研究对象,进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程求解。二.气体的三个实验定律 1.气体的等温变化玻意耳定律。一定质量的气体,在温度不变时,压强随体积而变化,这种变化叫气体的等温变化。等温变化遵守的规律是玻意耳定律。内容是:一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积或反比。表达式为P1V1=P2V2,或 PV 恒量。气体的等温度变化规律还可以用等温图线表示。在PV 图中,等温图线是双曲线在第象限的一个分支,如图1 所示,对一定质量的气体,以不同的温度做等温变化时,温度

39、越高,等温线距坐标轴越远,图 1 中,两条等温线的温度关系是t1t2。2.气体的等容变化,查理定律。一定质量的气体在体积不变时,压强随温度而变化,这种变化叫气体的等容变化。等容变化遵循查理定律。用摄氏温标表示温度时,查理定理内容是,一定质量的气体,在保持体积不变的情况下,温度升高(或降低)1,增加(或减小)的压强等于它在 0时压强的 1/273。表达式为 Pt=P0+(1+1/273)。用绝对温标表示温度时,查理定律内容是:一定质量的气体,在体积保持不变时,压强和热力学温度成正比。表达式为。气体的等容变化表现也可用等容线表示,如图2 所示,Pt 图中的等温线是一条延长线通过坐标273的倾斜直线

40、。图象中直线在P轴上的截距P0是气体在0时的压强。等容线的斜率表示气体保持不变的体积大小的关系、体积越大,斜率越小。图2中气体等容时体积 V1V2。如图 3 所示,PT 图中的等容线是一条延长线过原点的倾斜直线。等容线斜率越小,体积越大,图 3 中,气体等容时的体积 V1V2。3.气体的等压变化,盖吕萨克定律,一定质量的气体在压强不变时,体积随温度变化而变化,这种变化叫气体的等压变化,等压变化遵循盖吕萨克定律。用摄氏温标表示温度时,其内容是:一定质量的气体,在保持压强不变情况下,温度升高(或降低)1,增加(或减小)的体积等于它在 0时体积的 1/273。表达式为 Vt=V0(1+1/273)。用热力学温标表示温度时,其内容表示为,一定质量的气体,在压强保持不变时,体积与热力学温度成正比,表达式为。Vt 图中的等压线如图 4 所示,斜率越小,压强越大,气体等压时压强 P1P2;VT 图中等压线如图 5 所示,斜率越小,压强越大,气体等压时的压强P1P2。

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